독도 초정밀 촬영 드론 처음으로 날았다

↑ 대한민국 최동단 독도의 동도선착장에서 문화재청의 초정밀·초경량 드론 라이다(LiDAR)가 비행을 시작하고 있다. 문화재청은 독도 등 천연보호구역 11곳과 전국 명승 113곳을 라이다 레이저 빔으로 촬영해 자연유산을 보존하는 기초 데이터를 확보하겠다고 설명했다. [사진제공 = 문화재청]

↑ 대한민국 최동단 독도의 동도선착장에 대기중인 초정밀·초경량 드론 라이다(LiDAR) 주위로 취재진이 몰렸다. 문화재청은 독도 등 천연보호구역 11곳과 전국 명승 113곳을 라이다 레이저 빔으로 촬영해 자연유산을 보존하는 기초 데이터를 확보하겠다고 설명했다. [사진제공 = 문화재청]

'윙, 윙, 윙···.'
지난 23일 오후 2시, 폭 1미터 남짓의 6개 프로펠러를 단 검붉은 드론이 대한민국 최동단 독도 동도(東島)의 바위능선 사철나무 군락 아래서 서서히 비상했다.
치솟는 파고 탓에 오전 한 차례 입항에 실패하고 울릉도 사동항을 다시 떠나 결국 밟은 동도선착장에서였다. 눈앞의 드론은 아무리 비싸도 수천만원대인 일반 드론과 격부터 다르다. 풍경을 고도에서 촬영하는 드론용 일반 카메라가 아니라 고출력 레이저 빔으로 쏘아 되받은 빛으로 3차원 정보를 자동으로 구축하는 라이다(LiDAR·Light Detection And Rangin)란 촬영 장비가 장착돼서다.

↑ 대한민국 최동단 독도를 문화재청의 라이다(LiDAR)의 초정밀 레이저 빔으로 촬영한 장면. 초록색과 노란색 점 하나하나가 모두 각각의 위도값과 경도값을 갖는다. 고유의 위·경도값의 변화로 천연보호구역인 독도의 지형 변화를 미리 예측할 수 있다. [사진제공 = 문화재청]

↑ 대한민국 최동단 독도를 문화재청의 라이다(LiDAR)의 초정밀 레이저 빔으로 촬영한 장면. 초록색과 노란색 점 하나하나가 모두 각각의 위도값과 경도값을 갖는다. 고유의 위·경도값의 변화로 천연보호구역인 독도의 지형 변화를 미리 예측할 수 있다. [사진제공 = 문화재청]

문화재청 국립문화재연구소 일행 네 명과 함께 이틀 전 독도에 입도해 동도와 서도 지형지물을 네 시간에 걸쳐 꼼꼼히 촬영하고 스캐닝 정보를 분석 중이던 김재웅 연구원은 "라이다가 쏜 빔이 반사되면 독도의 모든 지표는 점(點) 단위로 고유의 위도값과 경도값을 갖게 된다. 그 점의 이동으로써 바위나 흙이 얼마나 깎였는지, 식물 군락의 확산 정도를 정밀하게 포착한다"고 설명했다.
드론 무게를 제외하고 라이다는 2.5㎏ 정도로, 250m 밖에서도 정밀하게 촬영된다. 오차 범위는 2~3㎜로 세계 최고 수준이다. 3억5000만원을 주고 문화재청이 오스트리아에서 1대 구입한 라이다는 전국 천연보호구역과 명승 보존의 특명을 받았다. 초경량 촬영장비와 비싼 가격이란 수식어만으론 설명되지 않을 가치를 내장하고 있다. 지면과 비(非)지면을 구분하는 특수기능 때문이다.
대상물 위치 좌표와 고도값을 측량하면서 라이다는 동시에 '반사강도'라는 속성으로 비가시적인 부분까지 시각화한다. 통상적으로 자연유산에는 수목층이 무성한데 나무와 풀을 제거한 가상의 화면을 라이다는 만들어낸다. 연구원 일행이 전날 미리 라이다로 촬영한 화면에서 수목층을 제거하자 동도 능선에서 사철나무 군락이 감쪽같이 사라졌다. 초록색 점이 동도의 바위 형상을 이뤘다.

↑ 대한민국 최동단 독도를 문화재청의 라이다(LiDAR)의 초정밀 레이저 빔으로 촬영한 장면. 초록색과 노란색 점 하나하나가 모두 각각의 위도값과 경도값을 갖는다. 고유의 위·경도값의 변화로 천연보호구역인 독도의 지형 변화를 미리 예측할 수 있다. [사진제공 = 문화재청]

빔은 최대 5회까지 굴절한 뒤 지표에 닿아 가려진 지형을 파악해준다. 빔을 쏘았을 때 활엽수가 무성한 화면에서 활엽수에 묻혀 확인이 불가했던 지표 모습까지 동시에 추출 가능하다는 의미다. 이원호 국립문화재연구소 자연문화재연구실 학예연구사는 "자연적으로 부서지는 지형까지 인위적으로 보호할 순 없다. 그러나 사전에 예방해 보존하려면 시계열적 모니터링이 필수"라고 말했다.
이날 독도 라이다 촬영은 라이다의 첫 적용 시연 사례다.

↑ 대한민국 최동단 독도의 항공 촬영 사진. 앞쪽이 동도, 뒤쪽이 서도. [사진제공 = 문화재청]

문화재청은 독도를 포함한 총 11개의 천연보호구역과 전국 113개 명승을 모니터링한다는 계획이다. 이원호 학예연구사는 "현재대로면 5인 인력이 사흘에 한 번씩 전국을 돌아야 매년 하나씩의 데이터를 확보하게 된다. 자연유산의 보존을 위해선 인력 충원이 필요한 상황"이라고 설명했다.
'동해 해양생태계의 오아시스'이자 '대한민국의 갈라파고스'로 불리는 울릉도에는 인간의 힘으로 접근이 불가한 지형이 다수다. 천연기념물 제49호 대풍감(待風坎) 향나무 자생지가 그 가운데 대표적이다. 조선시대 본토 어민들이 단단한 나무를 찾아 울릉도에 도착해 새 배를 완성하고, 돛이 부러질 듯한 바람을 기다리던 장소라는 의미의 대풍감 절벽에는 향나무가 국내 유일하게 분포한다.
전날인 22일 찾은 대풍감에는 반원형의 굴곡진 해안가 위로 솟구친 직벽에 향나무 수백 그루가 이끼처럼 달라붙어 기묘한 군락을 이루고 있었다. 바람과 염분을 견뎌야 했기에 키가 자라지 않도록 진화된 품종으로, 격리된 환경에서 생존에 성공한 살아 있는 학술자료다. 그러나 근거리 접근과 촬영이 불가능하다. 라이다는 희소성 높은 자료의 시계열적 데이터를 확보하는 첫걸음인 셈이다.

↑ 대한민국 최동단 독도의 항공 촬영 사진. 왼쪽이 동도, 오른쪽이 서도. [사진제공 = 문화재청]

전국 자연유산 항공촬영이 처음은 아니다. 문화재청과 조경학자 김치년 상명대 교수는 2008년 헬륨가스 부력을 이용하고 전동 모터로 이동하는 무인 비행선을 독도 등 지정문화재에 띄워 촬영한 바 있다. 이후 문화재 촬영은 헬기의 문 한 짝을 떼고 직접 촬영하는 방식이 대부분이었다. 라이다는 11년째 제자리였던 자연유산 모니터링을 몇단계 끌어올리는 결과라고 문화재청은 덧붙였다.
이창훈 국립문화재연구소 연구원은 "인간 힘으로 접근과 촬영이 불가능한 지형에 라이다를 적용하면 군락의 확산 정도, 지형의 변화, 병충해 여부도 모니터링 가능해진다. 특히 내연기관이 아닌 전기 및 배터리를 동력으로 사용한다는 점에서 라이다는 자연유산 보존을 기초 절차인 촬영을 전면적으로 업그레이드 하는 계기가 되리라고 본다"고 덧붙였다.
[독도·울릉도 = 김유태 기자]